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イーサリアムネットワークは近年大きな変化を遂げてきました。最も重要なものの1つは「マージ」で、イーサリアムはプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークに移行しました。この移行の目的は、ネットワークをより安全でエネルギー効率の良いものにすることでした。現在、イーサリアムはプルーフ・オブ・ステークで動作しており、ほぼ2年間うまく機能しています。しかし、依然として改善が必要な分野がいくつかあります。
1つの問題は、ブロックを確定するのに約15分かかることです。ブロックを確定するとは、それがブロックチェーン上の永続的な記録の一部であることを確認することです。もう1つの懸念は、バリデーターになるには32ETHが必要なことであり、これはほとんどの人にとって大金です。バリデーターとは、新しいブロックを承認することでネットワークの保護に協力する人たちのことをいいます。
イーサリアムはステーキングをよりアクセスしやすいものにすることを目指しています。最低ステーキング条件を32ETHから1ETHに減らすことで、より多くの人が参加できるようになります。これは、ステーキングの民主化の一部です。バリデーターが増えるほど、分散化が進み、ネットワークのセキュリティにとって有益です。
ただし、課題があります。より多くのバリデーターを持ち、より迅速な確定を望む場合、ネットワークはより多くのデータを処理する必要があります。各バリデーターは、メッセージを迅速に送受信する必要があります。これにより、オーバーヘッドが増加し、ノードが効率的に動作することが難しくなる可能性があります。
これを解決する1つのアイデアは、シングル・スロット・ファイナリティ（SSF）です。SSFを使用すると、ブロックは1つのスロットで確定でき、それはわずか12秒ほどです。これは、現在の15分よりもはるかに高速です。トランザクションの確認が高速化されると、ユーザーエクスペリエンスが向上します。人々は、自分のトランザクションが最終的なものになるのを長く待つ必要はありません。
しかし、SSFを実装するのは簡単ではありません。1つのオプションは、すべてのバリデーターの署名を迅速に処理するために、ブルートフォース法を使用することです。これには、ゼロ知識証明などの高度な暗号化が含まれる場合があります。もう1つのオプションは、オービット委員会を使用することです。このシステムでは、委員会と呼ばれるバリデーターのランダムなグループがブロックの確定を担当します。これにより、より小さなグループのみが通信する必要があるため、オーバーヘッドの削減に役立ちます。
オービットSSFは、ネットワークへの攻撃コストを高く維持することを目的としています。経済的確定とは、誰かがネットワークを攻撃しようとした場合、大量のETHを失うことになるということです。オービット委員会は、各ブロックに関与するバリデーターが少なくなっても全体的なセキュリティが強固であることを確認することで、これを維持します。
もう1つのアイデアは、2層ステーキングです。ここでは、2種類のバリデーターがあります。大量のETHをステーキングする人と、少ないETHをステーキングする人です。上位のバリデーターは、ブロックの確定などのより多くの責任を処理します。下位のバリデーターは、包含リストの作成やステークの委任など、他の方法で参加できます。
シングル・シークレット・リーダー・エレクション（SSLE）は、もう1つの注力分野です。現時点では、誰もがどのバリデーターが次のブロックを提案するかを知っています。これにより、攻撃者はDoS攻撃でそのバリデーターを簡単に標的にすることができます。SSLEは、バリデーターが実際にブロックを作成するまで、次の提案者の身元を隠します。これにより、バリデーターに対するDoS攻撃を防ぐのに役立ちます。
SSLEを実装するには複雑な暗号化が必要です。課題は、安全でありながら実装においても実用的な方法を見つけることです。提案の中には、リング署名やミックストネットなどの手法を使用して提案者の身元を秘密にしているものもあります。
イーサリアムは、トランザクションの確認を高速化する方法も検討しています。トランザクションがブロックに含まれるまでの時間を短縮すると、ネットワークの使い勝手が向上します。1つのアプローチは、提唱者事前確認です。これにより、提案者は特定のトランザクションを今後のブロックに含めることをシグナルできます。ユーザーはより迅速なフィードバックを得ることができ、エクスペリエンスが向上します。
ただし、スロット時間をたとえば4秒に短縮すると、独自の課題が生じます。ネットワークの遅延がより大きな問題になります。バリデーターは迅速に通信する必要がありますが、インターネット接続速度が遅い地域では困難な場合があります。これにより、イーサリアムが回避したいネットワークが集中する可能性があります。
もう1つの重要なトピックは、潜在的な51％攻撃への備えです。そのような攻撃では、ネットワークのステークの過半数を制御する人物がトランザクションを逆転させたり、他の人を検閲したりする可能性があります。イーサリアムは、51％攻撃からの回復のための戦略を用意したいと考えています。1つのアイデアは、定足数を増やすことです。現在、バリデーターの67％がブロックの確定に同意する必要があります。このしきい値を上げると攻撃がより困難になる可能性がありますが、ネットワークを遅くする可能性もあります。
量子コンピューティングは別の懸念事項です。専門家は、量子コンピューターが将来的に現在の暗号化手法を破る可能性があると予測しています。イーサリアムは、長期的に安全性を維持するために抗量子暗号化を模索しています。これには、量子コンピューターが簡単に破ることができない新しいアルゴリズムを見つけることが含まれます。
単独のステーカーは、イーサリアムのセキュリティにおいて重要な役割を果たします。彼らはネットワークの分散化を維持するのに役立ちます。より多くの人々が単独のステーカーになることを奨励すると、ネットワークが強化されます。最低ステーキング額を下げることで、より多くの人が大規模なプールに参加せずに参加できます。
Attester-Proposer Separationの設計も検討されています。これは、ブロックの提案とそれらへの証明の役割を分離することを意味します。これにより、セキュリティの向上とネットワークの回復力の強化に役立ちます。
全体として、イーサリアムはプルーフ・オブ・ステークシステムを改善するために多くの面で取り組んでいます。彼らは、ステーキングをよりアクセスしやすく、トランザクションをより高速化し、ネットワークをより安全にすることを目指しています。課題はありますが、これらの取り組みはイーサリアムの未来にとって重要です。
要約すると、イーサリアムのプルーフ・オブ・ステークへの移行は大きな前進でした。しかし、まだやるべきことがあります。ステーキングの民主化、シングル・スロット・ファイナリティ、その他の革新に焦点を当てることで、イーサリアムは誰もが利用できるより良く、より安全なネットワークの構築を目指しています。
